다시 자라난 개구리 다리

(Normal African clawed frog. Credit: Pouzin Olivier)

인간처럼 복잡한 포유류는 재생 능력이 제한적입니다. 예를 들어 손가락도 구조가 복잡하기 때문에 쉽게 재생되지 않는 것입니다. 반면 일부 척추동물, 예를 들어 도롱뇽은 다리가 일부 잘려도 복원됩니다. 도마뱀 역시 꼬리가 잘려도 재생되는 것들이 있습니다. 과학자들은 어떻게 이런 일이 가능한지에 대해서 많은 연구를 진행했습니다.

터프트 대학 및 하버드 대학의 와이스 연구소 (Tufts University and Harvard University's Wyss Institute)의 과학자들은 양서류 가운데 다리가 다시 재생되지 않는 아프리카 발톱 개구리 (African clawed frog, Xenopus laevis)의 다리를 재생하는 연구를 진행했습니다.

연구팀은 다리가 재생되는 도롱뇽 같은 동물의 절단된 사지가 줄기 세포 덩어리로 빠르게 덮힌 후 수중 환경에서 재생된다는 점에 착안해 바이오돔 (BioDome)이라는 특별한 수조를 개발했습니다. 마치 태아가 있는 양수와 비슷한 바이오돔에는 줄기 세포 성장을 촉진하고 상처를 보호하는 5가지 약물이 혼합되어 있어 절단된 사지를 보호하고 뼈, 신경, 근육, 혈관, 피부가 될 줄기 세포의 성장을 촉진할 수 있습니다.

18개월 간 관찰한 결과 24시간 동안 바이오돔에서 조직을 재생한 개구리는 그렇지 않은 대조군과 비교해서 현저하게 재생된 다리의 양이 많았습니다. 물론 완전히 재생된 건 아니지만, 단순히 살만 자라나는 게 아니라 뼈와 근육, 신경 등 여러 조직이 같이 자라났던 것입니다. 그리고 이들 조직은 실제로 기능했습니다.

연구팀은 앞으로 포유류처럼 본래는 쉽게 사지가 재생되지 않는 동물에 대해서도 같은 연구를 시도할 계획입니다. 다만 인간처럼 복잡한 동물의 경우 쉽게 재생되지는 않을 것으로 생각합니다. 그래도 일부 조직이라도 재생되면 의수나 의족을 달 때도 더 편리하고 기능이 더 완전히 살아날 수 있는 만큼 시도해볼 가치는 있다고 생각됩니다.

참고

https://medicalxpress.com/news/2022-01-regrow-frog-lost-leg.html

Nirosha J. Murugan et al, Acute multidrug delivery via a wearable bioreactor facilitates long-term limb regeneration and functional recovery in adult Xenopus laevis, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abj2164. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj2164

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